[發(fā)明專(zhuān)利]一種引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110577259.2
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113311943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉冠陽(yáng);黃超;王毅;王宇航
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01;G06F9/455;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛(ài)濤

1.一種引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，包括：MEMS傳感器、MCU控制模塊、振動(dòng)電機(jī)模塊和上位機(jī)虛擬環(huán)境；

所述MEMS傳感器用于采集人體上肢運(yùn)動(dòng)信息，并將所述人體上肢運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送到所述MCU控制模塊；

所述MCU控制模塊用于接收所述人體上肢運(yùn)動(dòng)信息，并將所述人體上肢運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送到所述上位機(jī)虛擬環(huán)境；

所述上位機(jī)虛擬環(huán)境用于接收所述人體上肢運(yùn)動(dòng)信息，并根據(jù)所述人體上肢運(yùn)動(dòng)信息生成觸覺(jué)編碼指令，將所述觸覺(jué)編碼指令發(fā)送到所述MCU控制模塊；

所述振動(dòng)電機(jī)模塊用于接收所述MCU控制模塊發(fā)送的觸覺(jué)編碼指令，根據(jù)所述觸覺(jué)編碼指令進(jìn)行振動(dòng)，引導(dǎo)人體上肢運(yùn)動(dòng)；

所述上位機(jī)虛擬環(huán)境接收主端人員的人體上肢運(yùn)動(dòng)信息和從端人員的人體上肢運(yùn)動(dòng)信息；

主端人員的人體上肢運(yùn)動(dòng)信息和從端人員的人體上肢運(yùn)動(dòng)信息包括左臂的運(yùn)動(dòng)信息和右臂的運(yùn)動(dòng)信息；所述左臂的運(yùn)動(dòng)信息和所述右臂的運(yùn)動(dòng)信息均包括腕關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、肘關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和肩關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；用肘關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)指向腕關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)向量表示小臂的相對(duì)向量，用肩關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)指向肘關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)向量表示大臂的相對(duì)向量；

所述上位機(jī)虛擬環(huán)境根據(jù)主端人員左小臂的相對(duì)向量和從端人員左小臂的相對(duì)向量之差、主端人員左大臂的相對(duì)向量和從端人員左大臂的相對(duì)向量之差、主端人員右小臂的相對(duì)向量和從端人員右小臂的相對(duì)向量之差以及主端人員右大臂的相對(duì)向量和從端人員右大臂的相對(duì)向量之差發(fā)出觸覺(jué)編碼指令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，還包括藍(lán)牙模塊，所述MCU控制模塊和所述上位機(jī)虛擬環(huán)境通過(guò)所述藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，所述藍(lán)牙模塊為HC-05藍(lán)牙模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，所述MCU控制模塊包括ArduinoNano單片機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，多個(gè)振動(dòng)電機(jī)模塊分布在人體上肢，所述MCU控制模塊包括多個(gè)PWM輸出口，各振動(dòng)電機(jī)模塊通過(guò)PWM輸出口與所述MCU控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，所述上位機(jī)虛擬環(huán)境通過(guò)Unity3D搭建。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，所述上位機(jī)虛擬環(huán)境使用藍(lán)牙串口通信。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，所述振動(dòng)電機(jī)模塊包括直流偏心旋轉(zhuǎn)塊電機(jī)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)的穿戴式交互設(shè)備，其特征在于，所述腕關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、肘關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和肩關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)均為二維坐標(biāo)系上的坐標(biāo)。